J’aurais besoin de quelques conseils pour le calcul d’un outillage (encore en cours d’étude). Il s’agit d’un outillage destiné à la manutention d’une manchette de tuyauterie. Il est constitué de 4 pieds qui viennent se caler sous la bride supérieure ; ces pieds sont reliés en partie basse par des entretoises, le tout formant une sorte de collier que l’on vient serrer sur la manchette. Pour permettre le serrage il y a donc un jeu entre les pièces.
Je souhaiterais calculer l’ensemble en utilisant des connecteurs de type boulon ; problème : de part la conception les trous sont légèrement désaxés, ce que n’accepte pas le logiciel pour ce type de connecteurs.
Quelqu’un aurait-il une solution à mon problème ?
(Pour info je suis novice en calcul)
Je vous joins quelques captures d’écran pour faciliter la compréhension.
Bonjour,
Ce que je peux vous conseiller pour faciliter le calcul et le temps de simulation, c’est de considérer les vis comme des pièces; pour se faire 2 solutions:
représenter un axe de section équivalente à la vis à la place de celle-ci
laisser la visserie lors de la simulation (sans écrou ni rondelle)
Il faut faire en sorte d’avoir un contact entre vos éléments pour la simulation, donc diminuez le Ø des trous par exemple pour qu’ils coïncident avec le Ø de la vis.
Je ne connais pas la charge engagée sur votre système, mais pour avoir un premier ordre de grandeur, vous pouvez considérer que le couple de serrage de vos vis est négligeable dans un premier temps, ce ne pourra qu’être conservateur…
Et sinon il y a une tout autre façon de faire, c’est isoler l’étude sur une seule partie de votre collier, en divisant la charge par le nombre de pièces qui composent votre collier.
Personnellement je trouve un peu étrange de faire ce type de simulation.
Ne soyez pas surpris par ce qui suit et prenez SVP mes remarques de façon positive si possible.
Je résume pour voir si j’ai compris
Si l’on se concentre sur le collier du bas se qui serait éventuellement intéressant se serait de voir la déformation des deux pièces verticales qui tiennent les trois boulons et écrous.
On ne connait pas le poids de la manchette ni les conditions de manutention. (pouvez-vous répondre à ces 2 questions)
1°) est-ce une manutention uniquement pour mise en place sous la bride supérieure
2°) ou est-ce que l’outillage reste en place et est soumis à des efforts autres que le maintient en place (efforts dynamiques par exemple lors de la manipulation et lors du montage).
On peut supposer qu’il s’agit juste d’une mise en positionnement avant un assemblage plus conséquent.
Si mon raisonnement est juste (et ne connaissant pas le poids de la manchette, etc…) Alors même avec un serrage des boulons à peine mis en pression cela doit plus que très largement suffire à maintenir les demis colliers.
Conclusion pour la simulation
Pas besoin de connecteur boulons qui sont vraiment utiles dans des cas plus critiques et ou les boulons jouent un rôle plus important(AMHA).
En standard la résistance des boulons est connus et là on ne cherche pas à connaître leur sollicitation et résistance.
Si l’on veut vraiment faire la simulation il suffit de la faire sur un demi-collier en mettant :
1°) une partie fixe sur le diamètre intérieur du collier (puisque la manchette est réputée indéformable compte tenu qu’il ne s’agit pas d’étanchéité).
2°) faire des zones égales au diamètre des rondelles (esquisse cercle + fonction Ligne de séparation de séparation)
3°) appliquer un effort sur chaque zone (effort dépend de la classe de vis 8.8, 10.9, 12.9 voire les abaques des fabricants de vis)
Lancer avec un maillage fin standard basé sur la courbure
Pour le résultat bien faire le réglage où la déformation est égale au réel (et non pas automatique qui exagère la déformation de 1000%)
Voilà en attendant que vous répondiez aux questions puisque le poids et les éventuelles sollicitation dynamique peuvent influer sur les conditions de l’étude. Ici il s’agit d’une étude statique seulement.
Prévision Zozotienne : les légères déformations s’il y en a, se verront d’abord sur les deux boulons extérieurs et plus faiblement voir sans déformation sur la vis écrou du centre
Merci pour votre retour. Aucun souci pour vos remarques ; bien au contraire ça m’aide.
Pour répondre à vos questions quant à la manchette et les conditions de manutention :
L’outillage en question est destiné à permettre la mise en place d’un ensemble vanne (1600kg) + manchette (860kg) sur une ligne de tuyauterie existante (DN1400) en lieu et place d’un ensemble existant, similaire mais pas identique.
Pour ce faire, on vient installer une table en structure métallique autour de la conduite ; cette table comporte 2 rails en U dans lesquels on vient placer des patins rouleurs.
On commence par installer notre nouvel outillage sur la manchette. Pour info la vanne et la manchette sont boulonnées ensemble ; on va donc retirer les 8 boulons dont on a besoin pour fixer l’outillage sur la bride supérieure manchette.
L’ensemble est ensuite levé et posé sur la table, en appui sur les patins. On fait ensuite coulisser l’ensemble sur la table jusqu’à la conduite pour la mise en place de l’ensemble.
Ce type d’opération a déjà été réalisée par le passé. Le but de l’étude est en résumé de reconcevoir un outillage adapté au nouvel ensemble Vanne + Manchette et qui serait plus facile à manipuler et à mettre en place. L’ancien outillage était constitué de 2 structures en demi-coquilles extrêmement lourdes et difficiles à manipuler.
Ce sera peut-être plus clair avec l’image ci-dessous :
Tel que je le vois, lorsque le poids de l’ensemble reposera sur les 4 pieds, ceux-ci, fixés sous la bride supérieure de la manchette vont avoir tendance à se décoller de la surface de la tuyauterie au niveau de la zone « collier ». Ma crainte c’est que si l’on n’a pas un minimum de serrage au niveau des éléments constituant le collier les vis se mettent un peu « en crabe » et se cisaillent d’autant plus que comme on laisse du jeu entre les éléments (pour le serrage) on a aucun frottement entre les éléments (voir image ci-dessous).
La solution simple pour faire le calcul que vous voulez, c’est de boucher les trous sur vos pièces et de les refaire dans l"assemblage (comme ça ils seront alignés). Si vous avez un problème d’angle sur les faces d’appuis de vos pièces cela va être plus compliqué : il va falloir se débrouiller pour avoir des faces d’appuis d’écrous parallèle je pense.
NB 1: si vous n’avez pas réellement besoin de serrer la manchette, ça ne sert pas forcément à grand chose de venir l’écrabouiller avec vos 4 segments. Dans ce cas là vous pouvez laisser un petit jeu diamétral et avoir des pièces qui viennent toutes se toucher proprement sans jeu. En terme de réalisation vous pourriez même préassembler les 4 pièces avant de faire les trous du cercle de perçage tuyauterie → vous êtes sûr qu’ils seront sur un diamètre et vous pouvez limiter vos jeux boulons/trous.
NB2 : Ne pas prendre en compte la rigidité de la vanne est très pénalisant pour l’outillage. La prendre en compte vous permettra d’être plus léger (donc il faudrait avoir une modélisation à peu prés réaliste du corps ce qu’il semble que vous ayez).
@froussel
Je pense que pour la simulation si on n’a toutes les pièces jaunes on n’a pas besoin d’avoir la manchette. Si la collerette de la manchette est quasiment indéformable il suffit de déclarer les zones de contacts comme des zones fixes dans les paramètres.
Pour appliquer les efforts on peut mettre les efforts du bas vers le haut sur le patins simplifiés.
@stephane_yvart_1 Merci pour les images cela simplifie beaucoup la compréhension et la solution
Si tu postes toutes les pièces jaunes je peux te faire une proposition de simulation. Pas besoin de la pièce bleue ni grise dans un premier temps.
Cela évitera que l’on t’explique un tas de trucs pas facilement paramétrables dans la simu.
Une fois la simu faite il est facile de faire les commentaires et de montrer une des méthodes possibles retenue par nous.
Je suis adepte de la méthode KISS (keep it simple and stupide) qui est une méthode anti-shadocks
Même avis que zozo, keep it simple and parallel, il doit pas y avoir cet excentricité, les surfaces d’appuis pièces assemblées par boulons doivent rester parallèle, c’est souvent ignorer (négligé l’effet ) pour les construction soudé, de toute façon ça sera le cas avec les distorsion de la soudure, sinon a envisagé d’utiliser des rondelle spéciaux.
Ce que je pense faire c’est créer une configuration « calcul » des 2 entretoises en modifiant l’angle des pattes d’extrémité de sorte qu’elles se positionnement parallèlement aux pattes des pieds de l’outillage. A priori comme ça je n’ai pas besoin de reperçer dans l’assemblage.
Par contre je pense garder le jeu dans le calcul.
Mon calcul porte sur l’outillage uniquement ; donc effectivement l’ensemble manchette & vanne est considéré rigide.
Oui tout à fait, la vanne et la manchette sont représentées pour la conception mais à mon sens pas besoin de les intégrer dans mon calcul. Toute la difficulté est de trouver les déplacements imposés les plus adéquats.
En termes de chargement je vois 2 façons de faire :
Un blocage Fixe sous les écrous qui viennent poser sur les patins + un chargement à distance vers le bas au centre de gravité de l’ensemble vanne-manchette
Charger directement chaque pied sous l’écrou avec 1/4 de la masse vanne-manchette
Ah oui si tu peux me faire une proposition de simu à partir de mes pièces ce serait top ; on pourra comparer nos façons de faire.
Ah désolé
Oui de toute façon vu la taille du Zip il y avait clairement un problème…
Ca devrait aller mieux avec celui-ci : MyCAD.zip (9,8 Mo)
J’ai avancé en parallèle de mon coté. J’ai créé une version modifiée des entretoises pour le calcul avec des pattes de fixation parallèles (cf. proposition de Lynkoa15) et je travaille sur 1/4 du modèle avec un déplacement imposé type « Symétrie »…
J’ai vu ces fichiers mais vous avez annoncé les avoirs modifiés dans le sens de la simplification.
Donc quel modèle vous allez finalement utilisé celui du début de la discussion ou celuiique vous auriez modifié simplifié.
En attendant je me permet une petite remarque hors sujet
[HS ON]
si je vous lit bien la vanne de (1600kg) est situé beaucoup plus haute manchette (860kg)
Comme votre attache de levage est en dessous du CG de la manchette cela veut dire que le CG global de l’ensemble sera très haut.
Donc levage très instable et risque que l’ensemble cabane est très élevé (voire certain)
Si je peux me permettre un avis mettre au moins trois points de levage et surtout redimensionner les pattes en fonction de l’élingue car elles sont sous dimensionnées AMHA et ne résisteront pas à la moindre torsion.
Je vous renvoie les fichiers modifiés : MyCAD_2022-11-02.zip (2,0 Mo)
Il y a 3 configurations :
1 modèle entier sans jeu entre les éléments du collier
1 modèle 1/4 avec symétries, sans jeu
1 modèle 1/4 avec symétries, avec un jeu équivalent au modèle CAO mais légèrement modifié pour avoir des pattes de fixation parallèles
En ce qui concerne votre remarque sur le CG , le levage à proprement parler ne sera pas fait au moyen de l’outillage que je conçois ; l’outillage est uniquement destiné à la manutention de l’ensemble sur la table.
Voici le résultat de la simulation je vous laisse analyser le résultat.
Je n’ai pas utilisé ni la manchette ni la vanne.
J’ai considérer la couronne de la manchette indéformable puisque les épaisseurs supérieures à 40 mm sont très solide
De ce fait vous avez un minuscule déformation (zone en rouge) du fait que la pièce mécanosoudé ne s’appuie pas à cet endroit sur la manchette.
J’ai mis des faux boulons en acier à bourrique puisque votre primo inquiétude concernait les zonnes de raccords entre les éléments mécanossoudés
@Tous
Etude statique
Coefficient de sécurité supérieur ou égal à 4
Déplacement
La déformation est exagérée de 10 fois pour que l’on puisse mieux voire les légères déformations
Dans cet nouvelle simulation j’ai mis les trous de boulonnage fixes et non plus la face supérieure fixe. comme la couronne rigidifie le bâti en utilisant sur les trous de boulonnage on élimine volontairement la rigidité de la manchette.
Cela montre que l’écart entre les deux façons de faire ne remet pas en cause la solidité du bâti.
; on pourra comparer nos façons de faire.
